Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD
Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD
Ionen in einer linearen Paulfalle - ArchiMeD
Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.
YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.
92 Kapitel 8. Zusammenfassung und Ausblick<br />
Lebensdauer beobachtet, sondern stets e<strong>in</strong>e Reduktion. Bei Super-/Subradianz wrde man aber je<br />
nach Teilchenabstand beides erwarten. Es mu wahrsche<strong>in</strong>lich davon ausgegangen werden, da es<br />
sich um e<strong>in</strong>en technisch bed<strong>in</strong>gten Effekt handeln drfte. Diese Annahme wird auch durch e<strong>in</strong>e<br />
Untersuchung von MacDonald et al. [68] untersttzt, die Ko<strong>in</strong>zidenzen von zwei und drei <strong>Ionen</strong><br />
untersucht haben, ohne jedoch kooperative Effekte zu beobachten. Die Daten der Messungen<br />
an zehn <strong>Ionen</strong> flossen nicht <strong>in</strong> den oben angegebenen Wert fr die Lebensdauer e<strong>in</strong>.<br />
Fr die Zukunft wre es <strong>in</strong>teressant zu berprfen, ob die verkrzte Lebensdauer <strong>in</strong> <strong>Ionen</strong>ketten<br />
wieder beobachtet werden kann. Dann knnte man ausgiebig die Abhngigkeiten von externen Parametern<br />
untersuchen. Falls nicht, kann man e<strong>in</strong>en neuen und prziseren Wert fr die Lebensdauer<br />
erhalten. E<strong>in</strong>e Reihe der notwendigen apparativen Verbesserungen wurde <strong>in</strong> Angriff genommen<br />
und steht kurz vor der endgltigen Fertigstellung. Details darber f<strong>in</strong>den sich <strong>in</strong> den Diplomarbeiten<br />
von Rehm [164], Leuthner [125] und Prima Garca [157]. Generell ist e<strong>in</strong>e Lebensdauermessung<br />
aus der Beobachtung von Quantensprngen zur Untersuchung kooperativer Effekte gut<br />
geeignet. Allerd<strong>in</strong>gs sollte man zur Untersuchung der bekannten Theorien e<strong>in</strong> Ion whlen, bei<br />
dem die Wellenlnge des bergangs, auf dem die Quantensprnge stattf<strong>in</strong>den, <strong>in</strong> der Grenordnung<br />
der <strong>Ionen</strong>abstnde <strong>in</strong> der Falle liegt. Das In + -Ion oder auch das Sr + -Ion s<strong>in</strong>d hier als geeignete<br />
Kandidaten zu nennen. Entsprechende Experimente s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> anderen Gruppen bereits im Gange<br />
[206] bzw. <strong>in</strong> Planung.<br />
Schlielich wurde noch die Separation atomarer Zustnde <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em <strong>Ionen</strong>kristall demonstriert.<br />
Dabei konnten <strong>Ionen</strong> im metastabilen 3D 5/2 -Zustand, der vollstndig von den Khllasern entkoppelt<br />
ist, von den brigen <strong>Ionen</strong> unter Ausnutzung des Lichtdrucks separiert werden. Aufgrund<br />
der sympathetischen Khlung schmilzt der Kristall nicht, obwohl nur e<strong>in</strong> Teil der <strong>Ionen</strong> direkt<br />
lasergekhlt wird. Man kann das Verfahren auf Situationen bertragen, <strong>in</strong> denen man verschiedene<br />
<strong>Ionen</strong> oder unterschiedliche Isotope des gleichen Ions zusammen speichert. Solange die zweite<br />
<strong>Ionen</strong>sorte von den Khllasern entkoppelt ist, stellt sich diese Separation e<strong>in</strong>. Man kann sich dann<br />
e<strong>in</strong>e spektroskopische Untersuchung an diesem Teil vorstellen. Beim ortsaufgelsten Nachweis<br />
ist es leicht mglich nur e<strong>in</strong>en selektierten Bereich des Detektors auszuwerten. Wenn man auch<br />
e<strong>in</strong>e selektive Anregung realisieren kann, lt sich am dunklen Teil des Kristalls experimentieren.<br />
Man htte damit Zugriff auf Elemente, die z.B. nicht selbst lasergekhlt werden knnen.<br />
In Zukunft gibt es noch e<strong>in</strong>ige spektroskopische Messungen an Calcium, die mit der zur<br />
Verfgung stehenden Apparatur durchgefhrt werden knnen. Fr das Isotop 40 Ca + ist die Untersuchung<br />
des Fe<strong>in</strong>strukturbergangs 3D 3/2 − 3D 5/2 e<strong>in</strong> mgliches Projekt. Aufgrund der langen Lebensdauer<br />
der 3D-Zustnde, ergibt sich e<strong>in</strong>e theoretische L<strong>in</strong>ienbreite dieses bergangs von unter<br />
e<strong>in</strong>em Hz. Da die bergangsfrequenz im fernen Infrarot bei 1.8THz liegt, wo es ke<strong>in</strong>e leistungsstarken<br />
Strahlungsquellen gibt, wre es vorteilhaft e<strong>in</strong> Raman-Anregungsschema zu verwenden.<br />
Dazu knnte man zwei Laser auf den bergngen 3D 3/2 − 4P 3/2 und 3D 5/2 − 4P 3/2 e<strong>in</strong>strahlen.<br />
Von den brigen stabilen Isotopen wre aus spektroskopischer Sicht und 43 Ca + <strong>in</strong>teressant,<br />
das e<strong>in</strong>en von Null verschiedenen Kernsp<strong>in</strong> und damit e<strong>in</strong>e Hyperfe<strong>in</strong>aufspaltung hat. Die brigen<br />
stabilen Ca-Isotope haben das gleiche Niveauschema wie 40 Ca + . Die Hufigkeiten im natrlichen<br />
Gemisch s<strong>in</strong>d fr alle anderen Isotope allerd<strong>in</strong>gs so ger<strong>in</strong>g, da e<strong>in</strong> effizientes Erzeugen<br />
nur aus angereicherten Proben (s<strong>in</strong>nvoll) mglich ist. E<strong>in</strong>e Messung der Isotopieverschiebung<br />
an e<strong>in</strong>er Isotopenkette wre mit e<strong>in</strong>er gegenber frheren Messungen [5] verbesserten Genauigkeit<br />
mglich. Vorteile ergeben sich dabei vor allem aus der Tatsache, da man mit wenigen, gekhlten<br />
<strong>Ionen</strong> arbeiten kann. Selbst bei Messungen an puffergasgekhlten <strong>Ionen</strong> liegen die L<strong>in</strong>ienbreiten<br />
ja bei e<strong>in</strong>igen GHz. Bei den Isotopen mit Kernsp<strong>in</strong> wrde man mit gekhlten Teilchen auch die<br />
Hyperfe<strong>in</strong>aufspaltung auflsen. Man knnte die Messung mit der Methode des sympathetischen<br />
Khlens durchfhren. Dabei wrde man 40 Ca + direkt laserkhlen und mit e<strong>in</strong>em zustzlichen schwachen<br />
Laser ber den untersuchten bergang durchstimmen. Man mu allerd<strong>in</strong>gs darauf achten, da<br />
der Khllaser ke<strong>in</strong> anderes Isotop heizt. E<strong>in</strong> E<strong>in</strong>flu auf die L<strong>in</strong>ienform sollte auch vermieden